[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20080101014A - Method and apparatus for predicting radio channel in wireless communication system - Google Patents

Method and apparatus for predicting radio channel in wireless communication system Download PDF

Info

Publication number
KR20080101014A
KR20080101014A KR1020070047157A KR20070047157A KR20080101014A KR 20080101014 A KR20080101014 A KR 20080101014A KR 1020070047157 A KR1020070047157 A KR 1020070047157A KR 20070047157 A KR20070047157 A KR 20070047157A KR 20080101014 A KR20080101014 A KR 20080101014A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
channel
uplink
value
frame
channel prediction
Prior art date
Application number
KR1020070047157A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101415200B1 (en
Inventor
이주현
윤상보
권영훈
황성수
강준혁
민창기
Original Assignee
삼성전자주식회사
한국정보통신대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 한국정보통신대학교 산학협력단 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070047157A priority Critical patent/KR101415200B1/en
Publication of KR20080101014A publication Critical patent/KR20080101014A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101415200B1 publication Critical patent/KR101415200B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/30Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/373Predicting channel quality or other radio frequency [RF] parameters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/10Monitoring; Testing of transmitters
    • H04B17/11Monitoring; Testing of transmitters for calibration
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/30Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/336Signal-to-interference ratio [SIR] or carrier-to-interference ratio [CIR]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2689Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
    • H04L27/2695Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation with channel estimation, e.g. determination of delay spread, derivative or peak tracking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

A method for predicting a wireless channel in a wireless communication system, and an apparatus thereof are provided to accurately calculate the beamforming or precoding weight of a transmitter through the prediction of a downlink channel using the Kalman filter in a TDD system. A method for predicting a wireless channel in a wireless communication system comprises the following steps of estimating the current uplink channel; predicting the current uplink channel from an estimated predetermined previous uplink; and predicting the next downlink channel from the uplink channel prediction. The process of predicting the current uplink channel from the estimated previous uplink is implemented by the following steps. The predetermined previous uplink channel predictive value is filtered to predict the current uplink channel. A parameter for correcting the predicted uplink channel is calculated. The uplink channel value is corrected by using the parameter.

Description

무선통신 시스템에서 무선채널을 예측하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PREDICTING RADIO CHANNEL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}Method and apparatus for predicting wireless channel in wireless communication system {METHOD AND APPARATUS FOR PREDICTING RADIO CHANNEL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 종래기술에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 프레임 구조,1 is a frame structure in a broadband wireless communication system according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 사운딩 심벌에서 대한 상향링크 시스템 구성도,2 is a configuration diagram of an uplink system for sounding symbols in a broadband wireless communication system according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 하향링크 프리코딩 시스템 구성도,3 is a block diagram of a downlink precoding system in a broadband wireless communication system according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 채널예측을 위한 프레임 구조,4 is a frame structure for channel prediction in a broadband wireless communication system according to the present invention;

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 상세한 채널예측 장치도,5 is a detailed channel prediction apparatus in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 채널예측을 위한 동작 흐름도,6 is an operation flowchart for channel prediction in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 선형예측기와 칼만 필터를 이용한 경우의 비트오류율(BER) 성능 그래프,7 is a graph of bit error rate (BER) performance when using a linear predictor and a Kalman filter according to an embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 선형예측기와 칼만 필터를 이용한 경우에 예측된 사운딩 심벌의 평균제곱오류(MSE) 그래프,8 is a graph of mean square error (MSE) of sounding symbols predicted when using a linear predictor and a Kalman filter according to an embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 선형예측기와 칼만 필터를 이용한 경우의 비트오류율(BER) 성능 그래프 및9 is a graph showing bit error rate (BER) performance when using a linear predictor and a Kalman filter according to another embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 선형예측기와 칼만 필터를 이용한 경우에 예측된 사운딩 심벌의 평균제곱오류(MSE) 그래프.10 is a graph showing the mean square error (MSE) of sounding symbols predicted when using a linear predictor and a Kalman filter according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 무선통신 시스템에서 무선채널 예측 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 칼만 필터(Kalman filter)를 이용하여 상향링크의 채널정보를 필터링하고 상기 필터링된 상향링크의 채널정보를 사용하여 하향링크 채널을 예측하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for predicting a wireless channel in a wireless communication system. In particular, the channel information of the uplink is filtered using a Kalman filter and the downlink channel is filtered using the filtered uplink channel information. A method and apparatus for predicting are provided.

일반적으로 다중 안테나 시스템에서, 기지국의 송신기가 채널상태 정보(Channel State Information: 이하 "CSI"라 칭함)를 알고 있는 경우 빔포밍 (Beamforming)과같은 기법을 이용하여 보다 높은 채널 용량을 달성할 수 있다. 또한, 다중 안테나로부터 수신된 신호를 복원하기 위한 신호 처리 과정을 송신기에서 미리 처리함으로써, 신호크기와 전력소모에 제한된 단말기에 복잡도가 낮도록 간단하게 구현할 수 있다. 상기 송신기에서 채널 정보를 얻기 위한 방법으로는 상기 수신기에서 채널정보를 피드백(Feedback)하는 방법이 일반적이다.In general, in a multi-antenna system, when a transmitter of a base station knows channel state information (hereinafter referred to as "CSI"), a higher channel capacity may be achieved using a technique such as beamforming. . In addition, the signal processing process for recovering the signal received from the multiple antennas in advance in the transmitter, it is possible to simply implement a low complexity in the terminal limited to the signal size and power consumption. As a method for obtaining channel information in the transmitter, a method of feeding back channel information in the receiver is common.

송신기에서 하향링크 채널정보를 얻고자 할 때, 단말에서 얻은 하향링크 채널정보를 송신기로 피드백하는 방법이 일반적이다. 이 방법은 TDD 시스템뿐만 아니라, 상향 및 하향링크가 서로 연관성이 없는 FDD(Frequency Division Duplex) 시스템에서도 사용할 수 있다. 하지만, 다중안테나 시스템을 고려하는 경우, 안테나 수가 증가함에 따라 필요한 피드백 정보 또한 지수적으로 증가하는 단점이 있다. 반면에 TDD(Time Division Duplex) 시스템에서는 채널을 피드백시킬 필요가 없다. When the transmitter intends to obtain downlink channel information, a method of feeding back the downlink channel information obtained from the terminal to the transmitter is common. This method can be used not only in the TDD system but also in a frequency division duplex (FDD) system in which uplink and downlink are not related to each other. However, when considering a multi-antenna system, as the number of antennas increases, necessary feedback information also increases exponentially. On the other hand, in a time division duplex (TDD) system, the channel does not need to be fed back.

도 1 은 종래기술에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 프레임 구조를 도시하고 있다. 하나의 프레임은 하향링크(Downlink), 상향링크(Uplink)으로 구분되어 전송시간으로 나누어진다. 상기 상향링크 프레임에는 상향링크 제어심벌과 데이터 심벌, 사운딩 심벌(Sounding Symbol)들을 포함한다. 상기 사운딩 심벌은 폐루프(Closed-Loop) MIMO(Multi Input Multi Output)를 위한 심벌로 TDD 특성을 이용하기 위해 선택적으로 사용될 수 있다. 상기 하향링크 프레임에는 프리앰블, 프레임 제어 헤더(Frame Control Header: FCH), 데이터 심벌등을 포함한다.1 shows a frame structure in a broadband wireless communication system according to the prior art. One frame is divided into downlink and uplink, and is divided into transmission times. The uplink frame includes an uplink control symbol, a data symbol, and a sounding symbol. The sounding symbol may be selectively used to use a TDD characteristic as a symbol for a closed-loop Multi Input Multi Output (MIMO). The downlink frame includes a preamble, a frame control header (FCH), a data symbol, and the like.

구체적으로 살펴보면, TDD 시스템에서는 상ㆍ하향링크 채널간 상호(Reciprocal) 성질이 존재하기 때문에 이를 이용하여 상향링크로부터 하향링크의 채널정보를 얻을 수 있다. 그러나, 상향링크와 하향링크가 프레임구조상 시간으로 분리되는 제약조건 때문에 시간적인 지연이 발생할 수 있다. 즉, 채널은 시간에 따라서 계속 변화하지만 하향링크 동안 송신기는 새로운 채널정보를 얻을 수 없고, 이전 프레임의 상향링크로부터 얻은 지연된 채널정보만을 갖게 된다. 이와 같은 상 ㆍ하향링크의 시간 차이로 의해 발생한 실제 채널과 기지국에서 얻은 채널과의 오차를 줄이기 위해 이전 프레임과 그 전 프레임의 상향링크로부터 얻은 채널정보를 이용하여 선형예측(Linear Prediction)을 할 수 있다.Specifically, since the TDD system has a mutual property between uplink and downlink channels, it is possible to obtain downlink channel information from uplink using this. However, a time delay may occur due to the constraint that the uplink and the downlink are separated by time in the frame structure. In other words, the channel continues to change with time, but during downlink, the transmitter cannot obtain new channel information, but only delayed channel information obtained from the uplink of the previous frame. In order to reduce the error between the real channel caused by the time difference between uplink and downlink and the channel obtained from the base station, linear prediction can be performed using the channel information obtained from the uplink of the previous frame and the previous frame. have.

상술한 바와 같이, 선형예측 기법의 경우 하향링크 채널을 예측하기 위해, 먼저 송신기에서 상향링크의 채널을 추정한다. 이때 추정된 상향링크의 채널은 잡음을 포함하고 있기 때문에 실제 채널과 오차를 가지게 된다. 이 오차를 포함한 정보를 이용하여 선형예측을 수행하게 되면, 예측한 하향링크 채널의 오차는 더욱 커지게 된다. 이는 실제 송신기에서 빔포임 가중치나 프리코딩(Precoding) 가중치를 계산할 때 실제 값과 맞지 않아 심각한 성능 열화를 가져오게 된다.As described above, in the case of the linear prediction technique, in order to predict a downlink channel, a transmitter first estimates an uplink channel. In this case, since the estimated uplink channel includes noise, the estimated uplink channel has an error from the actual channel. When linear prediction is performed using the information including the error, the predicted downlink channel error becomes larger. This results in serious performance degradation when calculating beam beam weights or precoding weights in actual transmitters because they do not match the actual values.

따라서, TDD 기반 무선통신 시스템에서 상ㆍ하향링크의 시간 차이로 의해 발생한 실제 채널과 기지국에서 얻은 채널과의 오차를 줄여 채널예측을 수행하는 방법 및 장치가 필요하다.Accordingly, there is a need for a method and apparatus for performing channel prediction by reducing an error between a real channel generated by a time difference between uplink and downlink and a channel obtained by a base station in a TDD-based wireless communication system.

따라서, 본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 무선채널 예측 방법 및 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for predicting a radio channel in a wireless communication system.

본 발명의 다른 목적은 TDD 기반 무선통신 시스템에서 칼만 필터(Kalman Filter)를 이용하여 상향링크의 채널정보를 필터링하고 다음 하향링크 채널을 예측하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for filtering uplink channel information and predicting a next downlink channel by using a Kalman filter in a TDD-based wireless communication system.

본 발명의 또 다른 목적은 TDD 기반 무선통신 시스템에서 상ㆍ하향링크의 시 간 차이로 의해 발생한 실제 채널과 기지국에서 얻은 채널과의 오차를 줄여 채널예측을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for performing channel prediction by reducing an error between a real channel generated by a time difference between uplink and downlink and a channel obtained from a base station in a TDD-based wireless communication system.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 무선채널 예측 방법에 있어서, 현재 상향링크 채널을 추정하는 과정과, 상기 추정된 소정의 이전 상향링크로부터 현재 상향링크 채널을 예측하는 과정과, 상기 현재 상향링크 채널 예측으로부터 다음 하향링크 채널을 예측하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above objects, a method for estimating a radio channel in a wireless communication system, comprising: estimating a current uplink channel and a current uplink channel from the estimated previous uplink And predicting a next downlink channel from the current uplink channel prediction.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 무선채널 예측 장치에 있어서, 현재 상향링크 채널을 추정하는 채널추정기와, 상기 추정된 소정의 이전 상향링크로부터 현재 상향링크 채널을 예측하여, 상기 현재 상향링크 채널 예측으로부터 다음 하향링크 채널을 예측하는 채널예측부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above objects, in a wireless channel prediction apparatus, a channel estimator for estimating a current uplink channel, and a current uplink from the estimated previous uplink And predicting a channel to predict a next downlink channel from the current uplink channel prediction.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이 다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

이하, 본 발명은 TDD(Time Division Duplex)기반 무선통신 시스템에서 칼만 필터(Kalman Filter)를 이용하여 상향링크의 채널정보를 필터링하고 다음 하향링크 채널을 예측하기 위한 방법 및 장치에 대해 설명하기로 한다. 상기 칼만 필터는 하나의 시스템이 시간에 따른 변화를 적절하게 예측할 수 있도록 잡음(Noise)으로부터 신호(Signal)를 찾아내기 위해 사용된다.Hereinafter, a method and apparatus for filtering uplink channel information and predicting a next downlink channel using a Kalman Filter in a time division duplex (TDD) based wireless communication system will be described. . The Kalman filter is used to find signals from noise so that one system can properly predict changes over time.

이하 도 2 내지 도 6은 광대역 무선통신 시스템을 예로 설명하지만, 다른 형태의 TDD 기반 광대역 무선통신 시스템에도 적용할 수 있음은 물론이다.2 to 6 illustrate a broadband wireless communication system as an example, it is a matter of course that the present invention can also be applied to other types of TDD-based broadband wireless communication systems.

도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 사운딩 심벌에서 대한 상향링크 시스템 구성도를 도시하고 있다. 상기 상향링크 시스템은 단말(송신기)이 송신안테나를 통해 무선채널로 제어신호 혹은 데이터 신호를 전송하면 상기 기지국(수신기)은 수신안테나를 통해 상기 제어신호 혹은 상기 데이터 신호를 수신하는 시스템을 말한다.2 is a block diagram of an uplink system for sounding symbols in a broadband wireless communication system according to the present invention. The uplink system refers to a system in which a base station (receiver) receives the control signal or the data signal through a reception antenna when a terminal (transmitter) transmits a control signal or a data signal to a wireless channel through a transmission antenna.

상기 도 2를 참조하면, 단말의 송신장치는 사운딩 심벌 생성부(200), IFFT 부(202), 병렬-직렬 변환부(204)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the apparatus for transmitting a terminal includes a sounding symbol generator 200, an IFFT unit 202, and a parallel-serial converter 204.

상기 사운딩 심벌 생성부(200)는 기지국이 상향링크 채널추정을 할 수 있도록 사운딩 심벌을 생성하여 상기 IFFT부(202)로 출력한다. 상기 IFFT부(202)는 상기 사운딩 심벌 생성부(200)로부터의 사운딩 심벌을 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)하여 시간 영역의 신호(OFDM 심벌로 지칭됨)로 변환 한다. 이때, 상기 IFFT부(202)는 CP(Cyclic Prefix) 삽입 등을 수행할 수 있다. 상기 병렬-직렬 변환부(204)는 IFFT부(202)로부터의 출력되는 병렬 데이터를 직렬데이터로 변환하여 송신안테나를 통해 전송한다.The sounding symbol generator 200 generates a sounding symbol and outputs the sounding symbol to the IFFT unit 202 so that the base station can perform uplink channel estimation. The IFFT unit 202 converts a sounding symbol from the sounding symbol generator 200 into an inverse fast Fourier transform (IFFT) to a signal in a time domain (referred to as an OFDM symbol). In this case, the IFFT unit 202 may perform a cyclic prefix (CP) insertion. The parallel-serial converter 204 converts the parallel data output from the IFFT unit 202 into serial data and transmits the serial data.

기지국의 수신장치는 복수의 직렬-병렬 변환부(201 내지 201_n), 복수의 FFT 부(203 내지 203_n), 채널 추정기(205), 채널 예측부(207)를 포함하여 구성된다.The receiving apparatus of the base station includes a plurality of serial-parallel converters 201 to 201_n, a plurality of FFT units 203 to 203_n, a channel estimator 205, and a channel predictor 207.

상기 직렬-병렬 변환부(201 내지 201_n)는 단말로부터의 수신한 사운딩 심벌을 병렬로 변환하여 상기 FFT부(203 내지 203_n)로 출력한다. 상기 FFT 부(203 내지 203_n)는 상기 직렬-병렬 변환부(201 내지 201_n)로부터의 데이터를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역의 데이터를 각각 출력하여 상기 채널 추정기(205)로 제공한다. 또한, 상기 FFT부(201 내지 201_n)는 CP 제거 등을 수행할 수 있다The serial-parallel converter 201 to 201_n converts the received sounding symbols from the terminal in parallel and outputs them to the FFT units 203 to 203_n. The FFT units 203 to 203_n perform fast Fourier transform on the data from the serial-parallel conversion units 201 to 201_n, and output data of the frequency domain to the channel estimator 205. In addition, the FFT units 201 to 201_n may perform CP removal.

상기 채널 추정기(205)는 상기 FFT부(203 내지 203_n)로부터의 데이터에서 사운딩 심벌(하향링크의 파일럿 심벌에 해당함)을 추출하여 채널추정을 수행하여 채널추정 결과를 상기 채널 예측부(207)로 출력한다.The channel estimator 205 extracts a sounding symbol (corresponding to a pilot symbol of the downlink) from data from the FFT units 203 through 203_n and performs channel estimation to obtain a channel estimation result. Will output

상기 채널 예측부(207)는 칼만 필터링을 수행하여 이전 사운딩 심벌(n-1 사운딩 심벌이라 칭함)에 해당하는 상향링크 채널예측 값을 이용하여 다음 상향링크의 채널(n 프레임에 해당하는 상향링크 채널로 칭함)을 예측한 후, n 번째 상향링크의 채널예측 값을 사용하여 n+1 프레임에 해당하는 하향링크 채널을 예측한다. 상세한 채널 예측부(207)에 대한 설명은 하기 도 5에서 설명하기로 한다.The channel predictor 207 performs Kalman filtering to use the uplink channel prediction value corresponding to the previous sounding symbol (referred to as n-1 sounding symbol) to the next uplink channel (uplink corresponding to n frame). After predicting the link channel), the downlink channel corresponding to the n + 1 frame is predicted using the channel prediction value of the nth uplink. A detailed description of the channel predictor 207 will be described with reference to FIG. 5.

도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 하향링크 프리코딩 시스 템 구성도를 도시하고 있다. 상기 하향링크 시스템은 기지국(송신기)이 송신안테나를 통해 무선채널로 제어신호 혹은 데이터 신호를 전송하면 상기 단말(수신기)은 수신안테나를 통해 상기 제어신호 혹은 상기 데이터 신호를 수신하는 시스템을 말한다.3 is a block diagram of a downlink precoding system in a broadband wireless communication system according to the present invention. The downlink system refers to a system in which a base station (transmitter) transmits a control signal or a data signal to a wireless channel through a transmission antenna, and the terminal (receiver) receives the control signal or the data signal through a reception antenna.

상기 도 3을 참조하면, 기지국의 송신장치는 복수의 변조기(300 내지 300_n), 프리코딩부(302), 복수의 IFFT 부(304 내지 304_n), 복수의 병렬-직렬 변환부(306 내지 306_n)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the transmitter of the base station includes a plurality of modulators 300 to 300_n, a precoding unit 302, a plurality of IFFT units 304 to 304_n, and a plurality of parallel-to-serial conversion units 306 to 306_n. It is configured to include.

상기 변조기(300 내지 300_n)는 입력 비트들을 소정 변조방식으로 변조하여 변조심벌들을 생성하여 상기 프리코딩부(302)로 출력한다. 여기서, 상기 변조방식에는 1개의 비트를 하나의 신호점(변조심벌)에 사상하는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), 2개의 비트를 하나의 변조심벌에 사상하는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 3개의 비트를 하나의 변조심벌에 사상하는 8PSK(10-ary Phase Shift Keying), 4개의 비트를 하나의 변조심벌에 사상하는 16QAM 등이 있다.The modulators 300 to 300_n modulate input bits in a predetermined modulation scheme to generate modulation symbols and output the modulation symbols to the precoding unit 302. Here, the modulation scheme includes binary phase shift keying (BPSK) for mapping one bit to one signal point (modulation symbol), quadrature phase shift keying (QPSK) for mapping two bits to one modulation symbol, and three There are 10-ary phase shift keying (8PSK) for mapping bits to one modulation symbol, and 16QAM for mapping four bits to one modulation symbol.

상기 프리코딩부(302)는 상기 채널 예측부(207)로부터의 하향링크 채널예측 값을 참조하여 빔포임 가중치나 프리코딩 가중치를 계산하여, 상기 변조기(300 내지 300_n)로부터의 변조 심벌들과 곱하여 상기 IFFT 부(304 내지 304_n)로 출력한다. 즉, 상기 프리코딩부(302)는 상기 변조기(300 내지 300_n)로부터의 변조심벌들을 선처리함으로써, 심볼간 간섭(inter-symbol interference) 혹은 지향성의 빔을 방사함으로써 신호간섭을 최소화할 수 있다.The precoding unit 302 calculates a beam pome weight or a precoding weight with reference to a downlink channel prediction value from the channel prediction unit 207, and multiplies the modulation symbols from the modulators 300 to 300_n. Output to the IFFT unit 304 to 304_n. That is, the precoding unit 302 may minimize signal interference by pre-processing modulation symbols from the modulators 300 to 300_n, and radiating inter-symbol interference or directional beams.

상기 IFFT 부(304 내지 304_n)와 상기 병렬-직렬 변환부(306 내지 306_n)는 상기 도 2의 IFFT부(202 내지 202_n)와 병렬-직렬 변환부(204 내지 204_n)와 동일한 기능을 수행한다.The IFFT units 304 to 304_n and the parallel-serial converters 306 to 306_n perform the same functions as the IFFT units 202 to 202_n and the parallel-serial converters 204 to 204_n of FIG. 2.

단말의 수신장치는 직렬-병렬 변환부(301), FFT 부(303), 복조기(305)를 포함하여 구성된다.The receiver of the terminal includes a serial-parallel converter 301, an FFT unit 303, and a demodulator 305.

상기 직렬-병렬 변환부(301)와 상기 FFT 부(303)는 상기 도 2의 직렬-병렬 변환부(201 내지 201_n), FFT 부(203 내지 203_n)과 동일한 기능을 수행한다.The series-parallel conversion unit 301 and the FFT unit 303 perform the same functions as the series-parallel conversion unit 201 to 201_n and the FFT units 203 to 203_n of FIG. 2.

상기 복조기(305)는 상기 FFT부(303 내지 303_n)로부터의 데이터를 제공받아 소프트 출력 값(soft value)을 제공받아 연판정을 수행하여 부호화 비트를 출력한 후 해당 부호화 방식에 따라 정보비트로 디코딩하여 출력한다. 예를 들면, 만약 송신단에서 길쌈부호를 이용하여 부호화하였다면 수신단에서 비터비 알고리즘을 통하여 정보비트를 출력한다.The demodulator 305 receives data from the FFT units 303 to 303_n, receives a soft output value, performs soft decision, outputs coded bits, and decodes the information bits according to the corresponding coding scheme. Output For example, if the transmitting end is encoded using a convolutional code, the receiving end outputs an information bit through a Viterbi algorithm.

도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 채널예측을 위한 프레임 구조를 도시하고 있다.4 illustrates a frame structure for channel prediction in a broadband wireless communication system according to the present invention.

상기 도 4를 참조하면, TDD 시스템의 프레임 구조에서 상향링크(Uplink)와 하향링크(Downlink)는 전송시간으로 구분되며, 상기 상향링크 프레임 마지막 부분에 사운딩 심벌(Sounding Symbol)이 추가된다. 상기 TDD 기반 광대역 무선통신 시스템의 프레임 구조의 세부적 구조는 본 발명에서 중요하지 않으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 4, in the frame structure of the TDD system, uplink and downlink are divided into transmission times, and a sounding symbol is added at the end of the uplink frame. Since the detailed structure of the frame structure of the TDD-based broadband wireless communication system is not important in the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

위에서 상술한 상기 TDD 시스템 프레임 구조에서, 칼만 필터(Kalman Filter) 를 이용하여 하향링크 채널을 예측하는 과정을 보면. 먼저, 첫 번째 단계(400)에서 상기 TDD 시스템은 각각의 상향링크 프레임의 마지막에 위치하는 사운딩 심벌을 이용하여 상향링크의 채널을 추정한다. 다음 두 번째 단계에서(402), 상기 TDD 시스템은 이전 프레임에서 추정된 상향링크 채널들을 칼만 필터에 의해 추정된 사운딩 심벌들을 필터링하여 프레임의 사운딩 심벌을 예측(

Figure 112007035800669-PAT00001
)한다. 여기서, 상기 n은 프레임 인덱스이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00002
은 필터링되어 예측된 채널을 의미한다. 마지막으로 세 번째 단계에서(404), 상기 TDD 시스템은 추정한 사운딩 심벌과 예측한 사운딩 심벌을 이용하여 선형보간(Linear Interpolation) 기법을 통해 n+1 번째 하향링크 채널을 예측하게 된다.In the above-described TDD system frame structure, a process of predicting a downlink channel using a Kalman filter is described. First, in a first step 400, the TDD system estimates an uplink channel using sounding symbols located at the end of each uplink frame. In the next second step (402), the TDD system predicts the sounding symbols of the frame by filtering the sounding symbols estimated by the Kalman filter on the uplink channels estimated in the previous frame (
Figure 112007035800669-PAT00001
)do. Where n is a frame index and
Figure 112007035800669-PAT00002
Means filtered and predicted channel. Finally, in the third step (404), the TDD system predicts the n + 1th downlink channel through linear interpolation using the estimated sounding symbol and the predicted sounding symbol.

하기 도 5에서 칼만 필터링과 채널예측에 대하여 보다 상세한 설명하기 위해 채널응답을 자기회귀(AutoregRessive: 이하 "AR"라 칭함) 모델로 표현하여 설명하기로 한다. p 번째 송신 안테나와 q 번째 수신 안테나의 사운딩 채널의 k 번째 채널응답을

Figure 112007035800669-PAT00003
라 하면, n 번째 프레임에 대한 채널응답을 하기 <수학식 1>과 같이 AR 모델로 표현할 수 있다.In order to describe Kalman filtering and channel prediction in more detail in FIG. 5, the channel response will be described by expressing it as an AutoregRessive (hereinafter referred to as "AR") model. The k-th channel response of the sounding channel of the p-th transmit antenna and the q-th receive antenna
Figure 112007035800669-PAT00003
In this case, the channel response for the n-th frame may be expressed by an AR model as shown in Equation 1 below.

Figure 112007035800669-PAT00004
Figure 112007035800669-PAT00004

여기서, 상기

Figure 112007035800669-PAT00005
는 차수(order)가 u인 AR 모델의 계수이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00006
은 평균이 0이고 분산이 상기
Figure 112007035800669-PAT00007
인 백색 가우시안 잡음이다. 채널의 상관관계(Correlation)로부터 율-워커 방정식(Yule-Walker equation)을 풀면 상기
Figure 112007035800669-PAT00008
와 상기
Figure 112007035800669-PAT00009
를 할 수 있다.Where
Figure 112007035800669-PAT00005
Is a coefficient of an AR model of order u, and
Figure 112007035800669-PAT00006
Has an average of 0 and the variance
Figure 112007035800669-PAT00007
It is a white Gaussian noise. Solving the Yule-Walker equation from the correlation of the channel
Figure 112007035800669-PAT00008
And above
Figure 112007035800669-PAT00009
You can do

Figure 112007035800669-PAT00010
Figure 112007035800669-PAT00011
라고 정의하면, 칼만 필터를 위한 상태 방정식(state equation)과 관측 방정식(Observation Equation)은 하기 <수학식 2>, 하기 <수학식 3>으로 각각 표현할 수 있다. 여기서, T는 전치행렬이고, u는 AR 모델의 차수이고, n은 프레임 인덱스이다.
Figure 112007035800669-PAT00010
of
Figure 112007035800669-PAT00011
In this case, the state equation and the observation equation for the Kalman filter can be expressed by Equation 2 and Equation 3, respectively. Where T is the transpose matrix, u is the order of the AR model, and n is the frame index.

Figure 112007035800669-PAT00012
Figure 112007035800669-PAT00012

여기서, 상기

Figure 112007035800669-PAT00013
는 차수가 u인 AR 모델에서 따른 채널응답 벡터이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00014
는 차수가 u인 AR 모델 계수이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00015
은 백색 가우시안 잡음이다. 즉, 상기
Figure 112007035800669-PAT00016
Figure 112007035800669-PAT00017
이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00018
Figure 112007035800669-PAT00019
으로 표현된다.Where
Figure 112007035800669-PAT00013
Is the channel response vector according to the AR model of order u,
Figure 112007035800669-PAT00014
Is an AR model coefficient of order u, and
Figure 112007035800669-PAT00015
Is a white Gaussian noise. That is
Figure 112007035800669-PAT00016
Is
Figure 112007035800669-PAT00017
And
Figure 112007035800669-PAT00018
Is
Figure 112007035800669-PAT00019
It is expressed as

Figure 112007035800669-PAT00020
Figure 112007035800669-PAT00020

여기서, 상기

Figure 112007035800669-PAT00021
는 상향링크 사운딩 심벌을 이용한 계산된 채널추정 값으로 칼만 필터의 측정 데이터로 사용되고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00022
는 측정 행렬(measurement matrix)이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00023
Figure 112007035800669-PAT00024
으로 잡음 벡터이다.Where
Figure 112007035800669-PAT00021
Is a channel estimation value calculated using an uplink sounding symbol and is used as Kalman filter measurement data.
Figure 112007035800669-PAT00022
Is a measurement matrix, and
Figure 112007035800669-PAT00023
Is
Figure 112007035800669-PAT00024
Is a noise vector.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 상세한 채널예측 장치도를 도시하고 있다.5 is a diagram illustrating a detailed channel prediction apparatus in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 채널 예측부(207)는 시간 갱신부(500), 측정 갱신부(502), 채널 보정기(504), 채널 예측기(506)를 포함하여 구성된다.The channel predictor 207 includes a time updater 500, a measurement updater 502, a channel corrector 504, and a channel predictor 506.

상기 시간 갱신부(500)는 이전 프레임의 필터링된 정보(이전 프레임의 예측된 채널 값)를 이용하여 현 프레임의 예측된 상향링크 채널 값을 산출하여 상기 측정 갱신부(502)로 출력한다. 예를 들면, AR 모델의 차수가 2인 경우 n-1, n-2 이전 상향링크 프레임에 대한 예측된 채널값을 이용하여 n 번째 현재 상향링크 프레임의 채널을 예측한다. 만약, AR 차수가 m 인 경우, m개의 이전 상향링크 프레임에 대한 예측된 채널 값이 현 상향링크 프레임을 예측하기 위해 이용된다.The time updater 500 calculates the predicted uplink channel value of the current frame by using the filtered information of the previous frame (predicted channel value of the previous frame) and outputs the estimated uplink channel value of the current frame to the measurement updater 502. For example, when the order of the AR model is 2, the channel of the n th current uplink frame is predicted using the predicted channel values for the uplink frames n-1 and n-2. If the AR order is m, the predicted channel values for the m previous uplink frames are used to predict the current uplink frame.

또한, 상기 시간 갱신부(500)는 평균제곱오차(Mean Square Error)를 최소화하는데 사용되는 에러 공분산(Error Covariance)을 산출하여 상기 측정 갱신부(502)로 출력한다.In addition, the time updater 500 calculates an error covariance used to minimize a mean square error and outputs the error covariance to the measurement updater 502.

상기 n 번째 현재 상향링크 프레임의 채널예측 값(

Figure 112007035800669-PAT00025
)과 에러 공분산(
Figure 112007035800669-PAT00026
)은 하기 <수학식 4>로 표현된다.Channel prediction value of the n th current uplink frame (
Figure 112007035800669-PAT00025
) And error covariance (
Figure 112007035800669-PAT00026
) Is expressed by Equation 4 below.

Figure 112007035800669-PAT00027
Figure 112007035800669-PAT00027

Figure 112007035800669-PAT00028
Figure 112007035800669-PAT00028

여기서, 상기

Figure 112007035800669-PAT00029
는 n-1 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값을 이용하여 산출된 n 번째 상향링크 프레임 채널예측 값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00030
는 AR 모델 계수 값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00031
는 n-1 번째의 에러 공분산을 이용하여 산출된 n 번째 에러 공분산이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00032
는 잡음이다. 이때, 상기
Figure 112007035800669-PAT00033
는 제로벡터로,
Figure 112007035800669-PAT00034
은 단위행렬로 초기화한다. 즉,
Figure 112007035800669-PAT00035
Figure 112007035800669-PAT00036
의 초기화 값은 각각
Figure 112007035800669-PAT00037
,
Figure 112007035800669-PAT00038
이다. 그리고,
Figure 112007035800669-PAT00039
이다.Where
Figure 112007035800669-PAT00029
Is the n-th uplink frame channel prediction value calculated using the n-th uplink frame channel prediction value.
Figure 112007035800669-PAT00030
Is an AR model coefficient value, and
Figure 112007035800669-PAT00031
Is the n th error covariance calculated using the n-1 th error covariance,
Figure 112007035800669-PAT00032
Is noise. At this time, the
Figure 112007035800669-PAT00033
Is a zero vector,
Figure 112007035800669-PAT00034
Is initialized to the unit matrix. In other words,
Figure 112007035800669-PAT00035
and
Figure 112007035800669-PAT00036
The initial value of each is
Figure 112007035800669-PAT00037
,
Figure 112007035800669-PAT00038
to be. And,
Figure 112007035800669-PAT00039
to be.

상기 측정 갱신부(502)는 상기 시간 갱신부(500)로부터의

Figure 112007035800669-PAT00040
,
Figure 112007035800669-PAT00041
를 제공받아, 채널보정을 위한 파라미터를 계산하여 상기 채널보정기(504)로 출력한다. 여기서, 상기 채널보정을 위한 파라미터인 칼만 이득(
Figure 112007035800669-PAT00042
), 이노베이션 벡터값(
Figure 112007035800669-PAT00043
)은 하기 <수학식 5>로 산출된다.The measurement updater 502 is provided from the time updater 500.
Figure 112007035800669-PAT00040
,
Figure 112007035800669-PAT00041
Received to calculate the parameters for channel correction and outputs to the channel corrector (504). Here, the Kalman gain (parameter for the channel correction)
Figure 112007035800669-PAT00042
), The innovation vector value (
Figure 112007035800669-PAT00043
) Is calculated by Equation 5 below.

Figure 112007035800669-PAT00044
Figure 112007035800669-PAT00044

Figure 112007035800669-PAT00045
Figure 112007035800669-PAT00045

여기서, 상기

Figure 112007035800669-PAT00046
은 n 번째 프레임의 칼만 이득이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00047
는 n-1 번째의 에러 공분산이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00048
는 측정 행렬이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00049
는 잡음 벡터이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00050
은 n 번째 프레임의 이노베이션 벡터값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00051
는 상향링크 사운딩 심벌을 이용한 계산된 채널추정 값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00052
는 n-1 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값이다. 그리고,
Figure 112007035800669-PAT00053
이다.Where
Figure 112007035800669-PAT00046
Is the Kalman gain of the nth frame,
Figure 112007035800669-PAT00047
Is the n-1 th error covariance,
Figure 112007035800669-PAT00048
Is the measurement matrix, and
Figure 112007035800669-PAT00049
Is a noise vector, and
Figure 112007035800669-PAT00050
Is the innovation vector value of the nth frame,
Figure 112007035800669-PAT00051
Is a calculated channel estimation value using an uplink sounding symbol,
Figure 112007035800669-PAT00052
Is the n-1 th uplink frame channel prediction value. And,
Figure 112007035800669-PAT00053
to be.

상기 채널보정기(504)는 상기 측정 갱신부(502)로부터의 채널보정을 위한 파라미터를 이용하여 현 프레임의 상향링크 채널 예측 값과 에러 공분산에 대해 보정을 수행한다. 여기서, 보정된 현 프레임의 상향링크 채널 예측 값과 에러 공분산은 하기 <수학식 6>으로 표현된다,The channel corrector 504 corrects the uplink channel prediction value and the error covariance of the current frame by using the parameter for channel correction from the measurement updater 502. Here, the uplink channel prediction value and the error covariance of the corrected current frame are expressed by Equation 6 below.

Figure 112007035800669-PAT00054
Figure 112007035800669-PAT00054

Figure 112007035800669-PAT00055
Figure 112007035800669-PAT00055

여기서, 상기

Figure 112007035800669-PAT00056
은 보정된 n 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값, 상기
Figure 112007035800669-PAT00057
는 n-1 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값을 이용하여 산출된 n 번째 상향링크 프레임 채널예측이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00058
은 n 번째 프레임의 칼만 이득이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00059
은 n 번째 프레임의 이노베이션 벡터값이다. 상기
Figure 112007035800669-PAT00060
는 보정된 n 번째의 에러 공분산이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00061
는 단위벡터이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00062
는 측정 행렬이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00063
는 n-1 번째의 에러 공분산을 이용하여 산출된 n 번째 에러 공분산이다.Where
Figure 112007035800669-PAT00056
Is a corrected n-th uplink frame channel prediction value,
Figure 112007035800669-PAT00057
Is the n-th uplink frame channel prediction calculated using the n-th uplink frame channel prediction value.
Figure 112007035800669-PAT00058
Is the Kalman gain of the nth frame,
Figure 112007035800669-PAT00059
Is the innovation vector value of the nth frame. remind
Figure 112007035800669-PAT00060
Is the corrected n th error covariance,
Figure 112007035800669-PAT00061
Is a unit vector, and
Figure 112007035800669-PAT00062
Is the measurement matrix, and
Figure 112007035800669-PAT00063
Is the n th error covariance calculated using the n-1 th error covariance.

상기 채널 예측기(506)는 상기 채널보정기(504)로부터 보정된 현 프레임의 상향링크 채널 예측 값을 제공받아 다음 하향링크 채널을 예측한다.The channel predictor 506 receives the uplink channel prediction value of the current frame corrected by the channel corrector 504 to predict the next downlink channel.

Figure 112007035800669-PAT00064
Figure 112007035800669-PAT00064

여기서, 상기

Figure 112007035800669-PAT00065
은 n+1 번째 하향링크의 채널예측값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00066
는 AR 모델 계수 값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00067
은 보정된 n 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값이다.
Figure 112007035800669-PAT00068
은 x 벡터의 첫 번째 성분을 나타낸다.Where
Figure 112007035800669-PAT00065
Is the channel prediction value of the n + 1 th downlink,
Figure 112007035800669-PAT00066
Is an AR model coefficient value, and
Figure 112007035800669-PAT00067
Is the corrected n-th uplink frame channel prediction value.
Figure 112007035800669-PAT00068
Denotes the first component of the x vector.

상술한 바와 같이, 상기 채널 예측부(207)는 칼만 필터링을 통해 원-스텝 예측(one step prediction)과 보정(correction) 과정을 통해, 다음 프레임의 상향링 크 사운딩 채널을 예측하고. 필터링된 채널

Figure 112007035800669-PAT00069
와 예측된 채널
Figure 112007035800669-PAT00070
사이를 선형보간 기법에 의해 최종적으로 하향링크의 채널정보를 예측한다.As described above, the channel predictor 207 predicts an uplink sounding channel of the next frame through one-step prediction and correction through Kalman filtering. Filtered channels
Figure 112007035800669-PAT00069
And predicted channels
Figure 112007035800669-PAT00070
Finally, downlink channel information is predicted by linear interpolation.

한편,

Figure 112007035800669-PAT00071
채널을 추정하는 동안
Figure 112007035800669-PAT00072
프레임이 지나가 버리는 상황이 발생하는 경우,
Figure 112007035800669-PAT00073
,
Figure 112007035800669-PAT00074
,
Figure 112007035800669-PAT00075
으로
Figure 112007035800669-PAT00076
을 추정하는 것이 아니라 하나 건너서
Figure 112007035800669-PAT00077
를 예측한다. 이 경우 (n+1) 프레임에서의 측정 데이터가 없기 때문에 곧바로 (n+2) 시간에서의 채널을 예측할 수 없다. 따라서, (n+1) 시간에서의 측정 데이터를 예측해야만
Figure 112007035800669-PAT00078
를 예측할 수 있다.
Figure 112007035800669-PAT00079
를 구하기 위해 먼저, (n+1) 프레임에서의 측정 데이터를 예측한다. 필터링한 채널
Figure 112007035800669-PAT00080
Figure 112007035800669-PAT00081
을 선형 예측하여 얻은 값을 (n+1) 프레임에서의 측정 데이터로 사용한 다음, 위에서 예측한 채널
Figure 112007035800669-PAT00082
과 함께 칼만 필터로
Figure 112007035800669-PAT00083
를 구한다.Meanwhile,
Figure 112007035800669-PAT00071
While estimating the channel
Figure 112007035800669-PAT00072
If a situation occurs where a frame passes by,
Figure 112007035800669-PAT00073
,
Figure 112007035800669-PAT00074
,
Figure 112007035800669-PAT00075
to
Figure 112007035800669-PAT00076
Rather than estimating one
Figure 112007035800669-PAT00077
Predict. In this case, since there is no measurement data in the (n + 1) frame, the channel at (n + 2) time cannot be immediately predicted. Therefore, the measurement data at (n + 1) time must be predicted
Figure 112007035800669-PAT00078
Can be predicted.
Figure 112007035800669-PAT00079
First, the measurement data in the (n + 1) frame is predicted. Filtered channels
Figure 112007035800669-PAT00080
and
Figure 112007035800669-PAT00081
Is used as the measurement data in the (n + 1) frame, and then the channel predicted above
Figure 112007035800669-PAT00082
With Kalman Filter
Figure 112007035800669-PAT00083
Obtain

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 채널예측을 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.6 is a flowchart illustrating an operation of channel prediction in a broadband wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 기지국의 수신기는 600 단계에서 단말로부터의 사운딩 심벌을 수신하여 상향링크의 채널을 예측하기 위해 상태 방정식을 초기화한다. 예를 들면, 필터링된 채널예측 행렬

Figure 112007035800669-PAT00084
은 제로벡터로, 에러 공분산 행렬
Figure 112007035800669-PAT00085
은 단위행렬로 초기화한다. First, the receiver of the base station receives the sounding symbol from the terminal in step 600 and initializes the state equation to predict the uplink channel. For example, the filtered channel prediction matrix
Figure 112007035800669-PAT00084
Is a zero vector, the error covariance matrix
Figure 112007035800669-PAT00085
Is initialized to the unit matrix.

이후, 상기 수신기는 602 단계에서 수신안테나를 통해 수신한 단말의 사운딩 심벌을 이용하여 채널추정을 한다.Thereafter, the receiver estimates the channel using the sounding symbol of the terminal received through the reception antenna in step 602.

이후, 상기 수신기는 604 단계에서 이전 사운딩 심벌의 프레임을 이용하여 시간을 갱신한다. 여기서, 이전 사운딩 심벌의 프레임을 편의상 n-1 프레임으로 현 사운딩 심벌의 프레임을 n 프레임으로 칭하기로 한다. 즉, 상기 604 단계에서는 상기 n-1 프레임의 필터링된 정보(이전 프레임의 예측된 채널 값)를 이용하여 n 프레임의 상향링크 채널예측과 에러 공분산을 갱신한다.Thereafter, the receiver updates the time using the frame of the previous sounding symbol in step 604. Herein, the frame of the previous sounding symbol is referred to as n-1 frame for the sake of convenience. That is, in step 604, the uplink channel prediction and the error covariance of n frames are updated using the filtered information of the n-1 frames (the predicted channel value of the previous frame).

이후, 상기 수신기는 606 단계에서 채널보정을 위한 파라미터를 계산하여 측정 업데이트를 수행한다. 상기 채널보정을 위한 파라미터는 칼만 필터 이득

Figure 112007035800669-PAT00086
, 이노베이션 벡터(Innovation Vector)
Figure 112007035800669-PAT00087
등이 있다.In step 606, the receiver calculates a parameter for channel correction and performs a measurement update. The parameter for channel correction is Kalman filter gain.
Figure 112007035800669-PAT00086
, Innovation Vector
Figure 112007035800669-PAT00087
Etc.

이후, 상기 수신기는 608 단계에서 채널보정을 위한 파라미터를 이용하여 채널보정을 수행하여 n 프레임에 대한 상향링크 채널을 예측한다.In step 608, the receiver predicts an uplink channel for n frames by performing channel correction using a parameter for channel correction.

이후, 상기 수신기는 610 단계에서 n 프레임에 대한 상향링크 채널을 예측 값을 이용하여 n+1 프레임에 대한 하향링크 채널을 예측한다.In step 610, the receiver predicts the downlink channel for the n + 1 frame using the uplink channel for the n frame using the prediction value.

이후, 상기 수신기는 612 단계에서 채널추정이 필요한지를 판단하여 채널추정이 필요하면, 상기 602 단계 내지 상기 610 단계를 반복 수행하여 다음 프레임에 대한 채널예측을 계속 수행한다.Thereafter, the receiver determines whether channel estimation is necessary in step 612, and if channel estimation is necessary, repeats steps 602 to 610 to continue channel prediction for the next frame.

만약, 상기 수신기는 612 단계에서 채널추정이 필요 없으면 본 발명의 알고리즘을 종료한다.If the receiver does not need channel estimation in step 612, the receiver terminates the algorithm of the present invention.

하기 도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 모의실험 결과 그래프를 도시하고 있다.7 to 10 show a simulation result graph according to an embodiment of the present invention.

먼저, 모의실험 환경을 설명하면 하기 <표 1>은 모의실험 시스템 변수들을 나타내었고. 모의 실험을 위한 OFDM 심벌과 프레임 구조와 관련된 시스템 변수들은 광대역 무선통신 시스템(예: IEE802.16e)을 기반으로 실험하였다.First, describing the simulation environment, the following <Table 1> shows the simulation system parameters. The system variables related to OFDM symbol and frame structure for simulation are experimented based on broadband wireless communication system (eg IEE802.16e).

Carrier 주파수Carrier frequency fc = 2.3GHzfc = 2.3 GHz Sampling 주파수Sampling frequency fs = 10MHzfs = 10 MHz 프레임 길이Frame length Tfr= 5msTfr = 5ms OFDM 심볼 길이 (CP 포함)OFDM symbol length (including CP) Tsym = 115.2μsTsym = 115.2 μs 수신기 속도Receiver speed 3km/h3km / h Sounding 심볼에 대한 normalized Doppler 주파수Normalized Doppler Frequency for Sounding Symbol fdTfr = 0.0319fdTfr = 0.0319 프레임당 OFDM 심볼 수 (DL / UL)OFDM symbol per frame (DL / UL) 42 (NDL = 27 / NUL = 15)42 (NDL = 27 / NUL = 15) FFT sizeFFT size N = 1024N = 1024 CP 길이CP length L = 128L = 128 ModulationModulation uncoded QPSKuncoded QPSK 안테나 수 (BS, MS)Antenna Number (BS, MS) (Nt = 2, Nr = 2)(Nt = 2, Nr = 2) 채널 모델 (fading / multipath)Channel model (fading / multipath) Jakes fading / ITU-R PED-BJakes fading / ITU-R PED-B AR model orderAR model order 1, 2, 31, 2, 3

도 7은 채널예측을 사용하지 않았을 경우, 선형예측을 한 경우, 그리고 칼만 필터를 이용한 채널예측을 했을 경우에 대한 각각의 비트 오류율(Bit Error Rate: 이하 "BER"라 칭함)을 나타내고 있다. 상향링크의 신호대잡음비(Signal and Noise Ratio: 이하 "SNR"라 칭함)은 9dB, 프리코딩 기법은 채널 인버전(Channel Inversion)으로 제로포싱(Zero-forcing) 방법을 사용하였다. 여기서, 송신기의 전력제한은 고려하지 않고 수신기에서는 채널보상을 위해 어떠한 작업도 하지 않는다. 즉, 부호화되지 않은(uncoded) QPSK 신호가 송신기에서 구한 프리코딩 가중치와 곱해져서 무선채널을 통해 수신기에 의해 수신되어 복조(Demodulation)가 이루어진다. 상기 도 7에서 볼 수 있듯이, 칼만 필터를 사용할 경우 상향링크와 하향링크의 채널지연으로 인한 오차를 줄여 성능을 향상시킬 수 있다. 칼만 필터의 차수(order)가 1일 경우, AR 모델링을 할 때 실제 채널과 많이 다르게 모델링되기 때문에 채널예측을 하지 않고 일정한 프리코딩 가중치를 사용한 경우보다도 낮은 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다. 반면, 필터의 차수가 3일 경우는 차수가 2일 경우와 거의 같은 성능을 나타내었다.FIG. 7 shows bit error rates (hereinafter, referred to as "BER") when the channel prediction is not used, when the linear prediction is performed, and when the channel prediction is performed using the Kalman filter. Signal-to-noise ratio (hereinafter referred to as "SNR") of the uplink is 9dB, the precoding method is a channel inversion (Zero-forcing) method was used. Here, the power limitation of the transmitter is not considered and the receiver does not do any work for channel compensation. That is, an uncoded QPSK signal is multiplied by a precoding weight obtained from a transmitter and received by a receiver through a radio channel to demodulate. As shown in FIG. 7, when the Kalman filter is used, an error due to channel delay of uplink and downlink can be reduced to improve performance. When the order of the Kalman filter is 1, since the modeling is much different from the actual channel when AR modeling, the performance is lower than the case of using a constant precoding weight without channel prediction. On the other hand, when the degree of the filter is 3, the performance is almost the same as when the degree is 2.

도 8은 선형예측 방법과, 칼만 필터를 이용한 예측 방법에 의해 예측된 사운딩 채널,

Figure 112007035800669-PAT00088
의 평균제곱오류(Mean Square Error: MSE)를 상향링크의 SNR에 대하여 나타내고 있다.8 shows a sounding channel predicted by a linear prediction method and a prediction method using a Kalman filter,
Figure 112007035800669-PAT00088
Mean Square Error (MSE) is shown for the uplink SNR.

도 9는

Figure 112007035800669-PAT00089
,
Figure 112007035800669-PAT00090
,
Figure 112007035800669-PAT00091
으로
Figure 112007035800669-PAT00092
을 추정하는 것이 아니라 하나 건너서
Figure 112007035800669-PAT00093
를 예측했을 경우의 BER 성능을 보여준다. 이 경우 상기 도 8에서처럼 성능 개선을 가져올 수 있다.9 is
Figure 112007035800669-PAT00089
,
Figure 112007035800669-PAT00090
,
Figure 112007035800669-PAT00091
to
Figure 112007035800669-PAT00092
Rather than estimating one
Figure 112007035800669-PAT00093
It shows the BER performance when we predict. In this case, as shown in FIG. 8, performance may be improved.

도 10은 하나 건너서 예측한 사운딩 심벌

Figure 112007035800669-PAT00094
의 평균 MSE를 상향링크의 SNR에 대하여 나타내고 있다.10 is a sounding symbol predicted across one
Figure 112007035800669-PAT00094
The average MSE of is shown for the uplink SNR.

모의실험 결과를 통해 확인할 수 있듯이, TDD 시스템에서 칼만 필터를 이용한 하향링크 채널 예측을 통해 송신기의 빔포밍 또는 프리코딩 가중치를 더욱 정확하게 산출할 수 있으며 이에 따른 성능을 개선할 수 있다.As can be seen from the simulation results, the beamforming or precoding weight of the transmitter can be more accurately calculated through the downlink channel prediction using the Kalman filter in the TDD system, and the performance can be improved accordingly.

본 발명은 광대역 무선통신 시스템뿐만 아니라, 다른 TDD 시스템에도 적용하여 동일한 성능 개선을 기대할 수 있다.The present invention can be applied to not only a wideband wireless communication system but also other TDD systems to expect the same performance improvement.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같이, TDD 시스템에서 칼만 필터를 이용한 하향링크 채널 예측을 통해 송신기의 빔포밍 또는 프리코딩 가중치를 더욱 정확하게 구할 수 있으며 이에 따른 성능을 개선할 수 있다. 다시 말해, 하향링크 동안 변화하는 채널을 예측함으로써 송신기에서 빔포임 가중치나 프리코딩 가중치를 계산할 때의 오차를 줄여 성능 개선을 얻을 수 있다.As described above, the beamforming or precoding weight of the transmitter can be more accurately obtained through downlink channel prediction using a Kalman filter in the TDD system, and performance can be improved accordingly. In other words, by predicting a channel changing during downlink, the transmitter can reduce the error in calculating the beam pome weight or the precoding weight, thereby improving performance.

Claims (22)

무선통신 시스템에서 무선채널 예측 방법에 있어서,In the wireless channel prediction method in a wireless communication system, 현재 상향링크 채널을 추정하는 과정과,Estimating the current uplink channel; 추정된 소정의 이전 상향링크로부터 상기 현재 상향링크 채널을 예측하는 과정과,Predicting the current uplink channel from the estimated previous uplink; 상기 현재 상향링크 채널 예측으로부터 다음 하향링크 채널을 예측하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Predicting a next downlink channel from the current uplink channel prediction. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 추정된 소정의 이전 상향링크로부터 현재 상향링크 채널을 예측하는 과정은Predicting a current uplink channel from the estimated previous uplink 상기 소정의 이전 상향링크 채널예측 값을 필터링하여 현재 상향링크 채널을 예측하는 과정과,Predicting a current uplink channel by filtering the predetermined previous uplink channel prediction value; 상기 예측된 현재 상향링크 채널을 보정하기 위한 파라미터를 계산하는 과정과,Calculating a parameter for correcting the predicted current uplink channel; 상기 파라미터를 이용하여 현재 상향링크 채널 값을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. And correcting a current uplink channel value using the parameter. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 소정의 이전 상향링크 채널예측 값을 필터링은 칼만 필터(Kalman Filter)을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.And filtering the predetermined previous uplink channel prediction value using a Kalman filter. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 예측된 현재 상향링크 채널을 보정하기 위한 파라미터는 칼만 이득(
Figure 112007035800669-PAT00095
), 이노베이션 벡터값(
Figure 112007035800669-PAT00096
)인 것을 특징으로 하는 방법.
The parameter for correcting the predicted current uplink channel is Kalman gain (
Figure 112007035800669-PAT00095
), The innovation vector value (
Figure 112007035800669-PAT00096
).
제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 칼만 이득과 상기 이노베이션 벡터값은 하기 <수학식 8>로 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.The Kalman gain and the innovation vector value is calculated by the following Equation (8).
Figure 112007035800669-PAT00097
Figure 112007035800669-PAT00097
Figure 112007035800669-PAT00098
Figure 112007035800669-PAT00098
여기서, 상기
Figure 112007035800669-PAT00099
은 n 번째 프레임의 칼만 이득이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00100
는 n-1 번째의 에러 공분산이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00101
는 측정 행렬이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00102
는 잡음 벡터이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00103
은 n 번째 프레임의 이노베이션 벡터값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00104
는 상향링크 사운딩 심벌을 이용한 계산된 채널추정 값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00105
는 n-1 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값임.
Where
Figure 112007035800669-PAT00099
Is the Kalman gain of the nth frame,
Figure 112007035800669-PAT00100
Is the n-1 th error covariance,
Figure 112007035800669-PAT00101
Is the measurement matrix, and
Figure 112007035800669-PAT00102
Is a noise vector, and
Figure 112007035800669-PAT00103
Is the innovation vector value of the nth frame,
Figure 112007035800669-PAT00104
Is a calculated channel estimation value using an uplink sounding symbol,
Figure 112007035800669-PAT00105
Is n-1th uplink frame channel prediction value.
제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 보정된 현재 상향링크 채널 값은 하기 <수학식 9>로 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.The corrected uplink channel value is calculated by Equation 9 below.
Figure 112007035800669-PAT00106
Figure 112007035800669-PAT00106
여기서, 상기
Figure 112007035800669-PAT00107
은 보정된 n 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값, 상기
Figure 112007035800669-PAT00108
는 n-1 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값을 이용하여 산출된 n 번째 상향링크 프레임 채널예측이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00109
은 n 번째 프레임의 칼만 이득이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00110
은 n 번째 프레임의 이노베이션 벡터값임.
Where
Figure 112007035800669-PAT00107
Is a corrected n-th uplink frame channel prediction value,
Figure 112007035800669-PAT00108
Is the n-th uplink frame channel prediction calculated using the n-th uplink frame channel prediction value.
Figure 112007035800669-PAT00109
Is the Kalman gain of the nth frame,
Figure 112007035800669-PAT00110
Is the innovation vector of the nth frame.
제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 현재 상향링크 채널추정은 상향링크의 사운딩 심벌을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법. The current uplink channel estimation method using uplink sounding symbols. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 현재 상향링크 채널을 예측하는데 사용되는 소정의 이전 상향링크 채널예측 값 개수는 자기회귀(AutoregRessive: AR) 모델 계수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.And a predetermined number of previous uplink channel prediction values used to predict the current uplink channel is determined by autoregressive (AR) model coefficients. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 예측된 다음 하향링크 채널은 하기 <수학식 10>로 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.The predicted next downlink channel is calculated by the following equation (10).
Figure 112007035800669-PAT00111
Figure 112007035800669-PAT00111
여기서, 상기
Figure 112007035800669-PAT00112
은 n+1 번째 하향링크의 채널예측값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00113
는 AR 모델 계수 값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00114
은 보정된 n 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값임.
Where
Figure 112007035800669-PAT00112
Is the channel prediction value of the n + 1 th downlink,
Figure 112007035800669-PAT00113
Is an AR model coefficient value, and
Figure 112007035800669-PAT00114
Is the corrected nth uplink frame channel prediction value.
제 1항에 있어서,The method of claim 1, n 번째 하향링크 채널을 추정하는 동안 n+1 번째 하향링크 채널예측 시간이 지나면, n+2 번째 하향링크 채널예측하되, 예측된 n+1 하향링크 채널의 측정 데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.and when the n + 1 th downlink channel prediction time passes while estimating the n th downlink channel, the n + 2 th downlink channel prediction is performed, and the measurement data of the predicted n + 1 downlink channel is used. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 현재 상향링크 채널 예측으로부터 다음 하향링크 채널 예측은 TDD 기반의 MIMO(Multi Input Multi Output) OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing )시스템에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.The next downlink channel prediction from the current uplink channel prediction is performed in a TDD-based Multi Input Multi Output (MIMO) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system. 무선통신 시스템에서 무선채널 예측 장치에 있어서,In the wireless channel prediction apparatus in a wireless communication system, 현재 상향링크 채널을 추정하는 채널추정기와,A channel estimator for estimating a current uplink channel; 상기 추정된 소정의 이전 상향링크로부터 현재 상향링크 채널을 예측하여, 상기 현재 상향링크 채널 예측으로부터 다음 하향링크 채널을 예측하는 채널예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a channel predictor for predicting a current uplink channel from the estimated previous uplink and predicting a next downlink channel from the current uplink channel prediction. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 채널 예측부는The channel predictor 상기 소정의 이전 상향링크 채널예측 값을 필터링하여 현재 상향링크 채널을 예측하는 시간 갱신부와,A time updater for predicting a current uplink channel by filtering the predetermined previous uplink channel prediction value; 상기 예측된 현재 상향링크 채널을 보정하기 위한 파라미터를 계산하는 측정 갱신부와,A measurement updater for calculating a parameter for correcting the predicted current uplink channel; 상기 파라미터를 이용하여 현재 상향링크 채널 값을 보정하는 채널보정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a channel corrector for correcting a current uplink channel value using the parameter. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 소정의 이전 상향링크 채널예측 값을 필터링은 칼만 필터(Kalman Filter)을 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.And the Kalman Filter is used to filter the predetermined previous UL channel prediction value. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 예측된 현재 상향링크 채널을 보정하기 위한 파라미터는 칼만 이득(
Figure 112007035800669-PAT00115
), 이노베이션 벡터값(
Figure 112007035800669-PAT00116
)인 것을 특징으로 하는 장치.
The parameter for correcting the predicted current uplink channel is Kalman gain (
Figure 112007035800669-PAT00115
), The innovation vector value (
Figure 112007035800669-PAT00116
Device).
제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 칼만 이득과 상기 이노베이션 벡터값은 하기 <수학식 8>로 산출되는 것을 특징으로 하는 장치.And the Kalman gain and the innovation vector value are calculated by Equation (8).
Figure 112007035800669-PAT00117
Figure 112007035800669-PAT00117
Figure 112007035800669-PAT00118
Figure 112007035800669-PAT00118
여기서, 상기
Figure 112007035800669-PAT00119
은 n 번째 프레임의 칼만 이득이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00120
는 n-1 번째의 에러 공분산이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00121
는 측정 행렬이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00122
는 잡음 벡터이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00123
은 n 번째 프레임의 이노베이션 벡터값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00124
는 상향링크 사운딩 심벌을 이용한 계산된 채널추정 값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00125
는 n-1 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값임.
Where
Figure 112007035800669-PAT00119
Is the Kalman gain of the nth frame,
Figure 112007035800669-PAT00120
Is the n-1 th error covariance,
Figure 112007035800669-PAT00121
Is the measurement matrix, and
Figure 112007035800669-PAT00122
Is a noise vector, and
Figure 112007035800669-PAT00123
Is the innovation vector value of the nth frame,
Figure 112007035800669-PAT00124
Is a calculated channel estimation value using an uplink sounding symbol,
Figure 112007035800669-PAT00125
Is n-1th uplink frame channel prediction value.
제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 보정된 현재 상향링크 채널 값은 하기 <수학식 9>로 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.The corrected current uplink channel value is calculated by the following equation (9).
Figure 112007035800669-PAT00126
Figure 112007035800669-PAT00126
여기서, 상기
Figure 112007035800669-PAT00127
은 보정된 n 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값, 상기
Figure 112007035800669-PAT00128
는 n-1 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값을 이용하여 산출된 n 번째 상향링크 프레임 채널예측이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00129
은 n 번째 프레임의 칼만 이득이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00130
은 n 번째 프레임의 이노베이션 벡터값임.
Where
Figure 112007035800669-PAT00127
Is a corrected n-th uplink frame channel prediction value,
Figure 112007035800669-PAT00128
Is the n-th uplink frame channel prediction calculated using the n-th uplink frame channel prediction value.
Figure 112007035800669-PAT00129
Is the Kalman gain of the nth frame,
Figure 112007035800669-PAT00130
Is the innovation vector of the nth frame.
제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 현재 상향링크 채널추정은 상향링크의 사운딩 심벌을 이용하는 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the current uplink channel estimation uses an uplink sounding symbol. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 현재 상향링크 채널을 예측하는데 사용되는 소정의 이전 상향링크 채널예측 값 개수는 자기회귀(AutoregRessive: AR) 모델 계수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.And a predetermined number of previous uplink channel prediction values used to predict the current uplink channel is determined by an AutoregRessive (AR) model coefficient. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 예측된 다음 하향링크 채널은 하기 <수학식 13>로 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the predicted next downlink channel is calculated by Equation (13).
Figure 112007035800669-PAT00131
Figure 112007035800669-PAT00131
여기서, 상기
Figure 112007035800669-PAT00132
은 n+1 번째 하향링크의 채널예측값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00133
는 AR 모델 계수 값이고, 상기
Figure 112007035800669-PAT00134
은 보정된 n 번째의 상향링크 프레임 채널예측 값임.
Where
Figure 112007035800669-PAT00132
Is the channel prediction value of the n + 1 th downlink,
Figure 112007035800669-PAT00133
Is an AR model coefficient value, and
Figure 112007035800669-PAT00134
Is the corrected nth uplink frame channel prediction value.
제 12항에 있어서,The method of claim 12, n 번째 하향링크 채널을 추정하는 동안 n+1 번째 하향링크 채널예측 시간이 지나면, n+2 번째 하향링크 채널예측하되, 예측된 n+1 하향링크 채널의 측정 데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 장치.and when the n + 1 th downlink channel prediction time passes while estimating the n th downlink channel, the n + 2 th downlink channel prediction is performed, and the measurement data of the predicted n + 1 downlink channel is used. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 현재 상향링크 채널 예측으로부터 다음 하향링크 채널 예측은 TDD 기반 의 MIMO(Multi Input Multi Output) OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing )시스템에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.And a next downlink channel prediction from the current uplink channel prediction is performed in a TDD-based Multi Input Multi Output (MIMO) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system.
KR1020070047157A 2007-05-15 2007-05-15 Method and apparatus for predicting radio channel in wireless communication system KR101415200B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070047157A KR101415200B1 (en) 2007-05-15 2007-05-15 Method and apparatus for predicting radio channel in wireless communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070047157A KR101415200B1 (en) 2007-05-15 2007-05-15 Method and apparatus for predicting radio channel in wireless communication system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080101014A true KR20080101014A (en) 2008-11-21
KR101415200B1 KR101415200B1 (en) 2014-07-07

Family

ID=40287333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070047157A KR101415200B1 (en) 2007-05-15 2007-05-15 Method and apparatus for predicting radio channel in wireless communication system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101415200B1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100110965A (en) * 2009-04-06 2010-10-14 삼성전자주식회사 Apparatus and method for beamforming in multi-cell multi-antena system
WO2010123313A3 (en) * 2009-04-24 2011-02-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Techniques for channel state information feedback in wireless communication system
KR20190083040A (en) * 2018-01-03 2019-07-11 포항공과대학교 산학협력단 Method and Apparatus for Estimating Channel in Multiple-Input Multiple-Output Communication Systems Exploiting Temporal Correlations
CN110166091A (en) * 2018-02-11 2019-08-23 上海华为技术有限公司 Multi-user's matching method, device and base station
KR20210044645A (en) * 2019-10-15 2021-04-23 삼성전자주식회사 Apparatus and method for estimating channel in wireless communication system
KR102494846B1 (en) * 2022-11-04 2023-02-06 전남대학교산학협력단 Unscented kalman filter-based beam tracking system and method
WO2023219336A1 (en) * 2022-05-11 2023-11-16 삼성전자 주식회사 Apparatus and method for predicting channel on basis of compressed channel state information feedback in wireless communication system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210128841A (en) 2020-04-17 2021-10-27 삼성전자주식회사 Method and apparatus for estimating a channel in a wireless communication system supporting multiple input multiple output

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2815508B1 (en) * 2000-10-18 2003-01-03 Mitsubishi Electric Inf Tech DESCENDING CHANNEL ESTIMATION METHOD
US6839574B2 (en) * 2000-12-20 2005-01-04 Arraycomm, Inc. Method and apparatus for estimating downlink beamforming weights in a communications system
KR100723459B1 (en) * 2005-07-29 2007-05-31 한국과학기술원 Apparatus and method for downlink channel prediction scheme using feedback signal in wireless mobile communication systems
KR20070032548A (en) * 2005-09-16 2007-03-22 삼성전자주식회사 Apparatus and method for calibrating channel in wireless communication system using multiple antennas

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100110965A (en) * 2009-04-06 2010-10-14 삼성전자주식회사 Apparatus and method for beamforming in multi-cell multi-antena system
WO2010123313A3 (en) * 2009-04-24 2011-02-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Techniques for channel state information feedback in wireless communication system
US8917707B2 (en) 2009-04-24 2014-12-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Techniques for channel state information feedback in wireless communication system
KR20190083040A (en) * 2018-01-03 2019-07-11 포항공과대학교 산학협력단 Method and Apparatus for Estimating Channel in Multiple-Input Multiple-Output Communication Systems Exploiting Temporal Correlations
US10530610B2 (en) 2018-01-03 2020-01-07 Postech Academy-Industry Foundation Method and apparatus for estimating channel in multiple-input multiple-output communication systems exploiting temporal correlations
CN110166091A (en) * 2018-02-11 2019-08-23 上海华为技术有限公司 Multi-user's matching method, device and base station
US11343003B2 (en) 2018-02-11 2022-05-24 Huawei Technologies Co., Ltd. Multi-user pairing method and apparatus, and base station
KR20210044645A (en) * 2019-10-15 2021-04-23 삼성전자주식회사 Apparatus and method for estimating channel in wireless communication system
US12132548B2 (en) 2019-10-15 2024-10-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Device and method for estimating channel in wireless communication system
WO2023219336A1 (en) * 2022-05-11 2023-11-16 삼성전자 주식회사 Apparatus and method for predicting channel on basis of compressed channel state information feedback in wireless communication system
KR102494846B1 (en) * 2022-11-04 2023-02-06 전남대학교산학협력단 Unscented kalman filter-based beam tracking system and method

Also Published As

Publication number Publication date
KR101415200B1 (en) 2014-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8503563B2 (en) Transmitter for reducing channel selectivity
KR100867315B1 (en) Apparatus and method for determining beamforming vector in beamforming system using codebook
RU2404511C2 (en) Ofdm mimo system with controlled low-complexity directional diagram
KR100895992B1 (en) Apparatus and method for increasing the number of antennas in wireless communication system using multiple antennas
KR101607272B1 (en) Pre-coding/pre-decoding method and apparatus for data transmission in mobile communication system
US7443341B2 (en) Method for deriving weight vectors to be used at the time of transmitting signals from a plurality of antennas, and transmitting apparatus and communication system utilizing said method
US7139328B2 (en) Method and apparatus for closed loop data transmission
US7327800B2 (en) System and method for data detection in wireless communication systems
EP2437448B1 (en) Method for Processing Received OFDM Data Symbols and OFDM Baseband Receiver
EP2319198B1 (en) System for transmitting and receiving channel state information
KR101415200B1 (en) Method and apparatus for predicting radio channel in wireless communication system
US20120093258A1 (en) Method for compensating for frequency attenuation using adaptive cyclic delay diversity, and transmitting apparatus and method and receiving apparatus and method using same
US7889130B2 (en) Multi-antenna transmitting apparatus and retransmittal method of multi-antenna transmitting apparatus
US20100103810A1 (en) Modulation coding scheme selection in a wireless communication system
WO2008022132A2 (en) Codebook and pre-coder selection for closed-loop mimo
US8315323B2 (en) Successive transmit beamforming methods for multiple-antenna orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems
KR20130011294A (en) Apparatus and method for beam-forming in a multi input multi output
CN101350648A (en) Method and system for implementing transmission as well as transmitter
CN101453258A (en) SVD pre-coding method, pre-decoding method and system applying the methods
KR101518991B1 (en) Apparatus and method for regularized coordinated beamforming in multiple antenna
EP2541798A1 (en) Robust beamforming method and apparatus
KR20120045670A (en) Apparatus and method for determining channel state indicator in mobile communication system
JP4646682B2 (en) Calibration method and radio apparatus and communication system using the same
JP7107271B2 (en) Wireless communication system, wireless communication method, transmitting station device and receiving station device
Medan et al. Performance Measures of Adaptive Channel Estimation methods for Enhanced MIMO-OFDM

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170529

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180530

Year of fee payment: 5